1. Energía cinética

1. Concepto de energía
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En la naturaleza se observan continuos cambios y cualquiera de ellos
necesita la presencia de la energía: para cambiar un objeto de posición,
para mover un vehículo, para que un ser vivo realice sus actividades
vitales, para aumentar la temperatura de un cuerpo, para encender un
reproductor de MP3, para enviar un mensaje por móvil, etc.
La energía se manifiesta en los cambios de posición, de forma, de estado.
Casi toda la energía de que disponemos proviene del Sol. Además de
proporcionar a nuestro planeta un clima adecuado para la vida, crea una
serie de fenómenos de los que podemos aprovechar su energía, por
ejemplo el ciclo del agua o la formación de materia orgánica (fotosíntesis).
La energía es una magnitud física que asociamos con la capacidad de
producir cambios en los cuerpos. La unidad
UNIDADES:
de energía en el Sistema Internacional (SI) es
el julio (J). Existen otras unidades en las que
Masa en kg
se puede expresar la energía:
Unidades de la energía
Velocidad en m/s
Caloría Cal 1 cal = 4,19 J // 1J = 0,24 cal
Ec = Kg.m2/s2= Julios (J)
Kilovatio hora kWh 1 kWh = 3.600.000 J
Manifestaciones de la energía
asociada al movimiento y a la posición que ocupa un
cuerpo en el espacio.
Energía cinética y energía potencial
La energía es una magnitud física. Definida como la capacidad de realizar
CAMBIOS se percibe fundamentalmente en forma de energía cinética,
asociada al movimiento, y potencial, que depende sólo de la altura a la
que se encuentra un objeto.
1. Energía cinética
La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno
del movimiento. Un “cuerpo que se mueve lleva una energía cinética”
cuya fórmula viene dada por:
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Ec = ½ m x v2
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El producto de la masa m de una partícula por el cuadrado de la velocidad
se denomina energía cinética.
Los carros de una montaña rusa alcanzan su
máxima energía cinética cuando están en el fondo
de su trayectoria.
Cuando comienzan a elevarse, la energía cinética
comienza a ser convertida a energía potencial
gravitatoria.
EJEMPLO DEL ESQUIADOR,
Todo “cuerpo” que se mueva tiene una energía
cinética.
2. Energía potencial gravitatoria
La Energía Potencial Gravitatoria es la que tienen los cuerpos materiales
por la posición que ocupan con respecto al centro de la Tierra. Cuanto más
alejados estén de él, la E. Potencial es mayor. Por lo tanto se debe a la
altura en que se encuentra ese “cuerpo”.
Un ejemplo clásico de energía potencial
gravitatoria es un cuerpo situado a una
cierta altura h sobre la superficie
terrestre. El valor de la energía potencial
vendría entonces dado por:
UNIDADES
m = masa……..Kg
g = gravedad……9,81m/s2
h = altura…… metros (m)
Ep = m x g x h
Ep= julios (J)
Siendo m la masa del cuerpo y g la aceleración de la gravedad.
Si se deja caer el cuerpo, adquiere velocidad y, con ello, energía cinética, al
tiempo que va perdiendo altura y su energía potencial gravitatoria disminuye.
Em = E c + E p
LA ENERGÍA MECÁNICA = E. CINÉTICA + E. POTENCIAL
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Problemas
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1. Calcula la energía cinética de un vehículo de 1000 kg de masa que
circula a una velocidad de 144 km/h.
DATOS
Ec = ¿?
SI
Ec = ¿?
m = 1000kg m = 1000kg
V = 144km/h V = 40 m/s
2. Explica por qué tiene más energía cinética una pelota de tenis
cuando ha sido lanzada que cuando está quieta.
3. Calcula la energía cinética de una pelota de tenis que tiene una
masa de 50 g y que se mueve a una velocidad de 10 m/s.
DATOS
Ec =
m=
V=
4. Un cuerpo tiene una masa de 2 kg y una velocidad de 1 m/s, si su
masa se hace el doble, su energía cinética será:
a) la misma b) el doble c) cuatro veces mayor d) la mitad e) cero
DATOS 1
DATOS 2
Ec =
Ec =
m=
m = 4kg
V=
V=
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4
5. ¿Qué energía potencial tiene un ascensor de 800 Kg en la parte
superior de un edificio, a 380 m sobre el suelo?
DATOS
Ep =
m=
g=
h=
6. Calcula la masa de un cuerpo cuya velocidad es de 10 m/s y su
energía cinética es de 1.000 J.
7. Determinar el valor de la velocidad que lleva un cuerpo cuya masa
es de 3 kg y su energía cinética es de 600 J.
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